[發(fā)明專利]二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置及其測(cè)試方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810340118.7
• 申請(qǐng)日: 2018-04-16
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108535125A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王利;張新生;藺海曉;曹運(yùn)興;郭帥房;王欽亭;孟兵兵;馮鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河南理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N3/313
• 分類號(hào): G01N3/313
• 代理公司: 鄭州豫開(kāi)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41131
• 代理人: 朱俊峰

二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置，包括固定筒，固定筒左端部和右端部分別固定設(shè)置有左擋板和右擋板，固定筒內(nèi)設(shè)置有二氧化碳爆破管，二氧化碳爆破管的右端部與右擋板接觸，二氧化碳爆破管的左端部設(shè)置有爆破孔，固定筒內(nèi)左側(cè)部滑動(dòng)設(shè)置有煤樣夾持器，左擋板的中心處設(shè)置有動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，固定筒的頂部左側(cè)設(shè)置有用于取放二氧化碳爆破管和煤樣的開(kāi)口，開(kāi)口處設(shè)置有蓋板。本發(fā)明還公開(kāi)了二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置的測(cè)試方法，本發(fā)明為研究二氧化碳爆破產(chǎn)生的沖擊對(duì)于煤的裂縫破壞效果與定壓泄能機(jī)構(gòu)的定壓剪切片的強(qiáng)度、二氧化碳灌裝量等因素之間的關(guān)系提供了技術(shù)支持，實(shí)現(xiàn)了二氧化碳爆破的定量化設(shè)計(jì)，具有良好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于沖擊測(cè)試技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。

背景技術(shù)

我國(guó)是世界上最大的原煤生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，同時(shí)也是各類礦井災(zāi)害最多發(fā)的國(guó)家。在各類煤礦災(zāi)害中，瓦斯災(zāi)害尤為嚴(yán)重，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失和惡劣的社會(huì)影響。同時(shí)，煤層瓦斯（煤層氣）也是一種潔凈的清潔能源，具有廣闊的開(kāi)發(fā)前景。

二氧化碳破煤是一種新型煤炭開(kāi)采的爆破技術(shù)，二氧化碳爆破與傳統(tǒng)的火藥爆破不同，它是沖擊爆破與后期氣體靜壓作用的效果。

二氧化碳爆破作為一種新型爆破技術(shù)，需要研究爆破破煤裂縫的作用效果與定壓剪切片的強(qiáng)度、二氧化碳灌裝量等因素之間的關(guān)系，確定其爆破威力，為現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)。如在礦井巷道內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),需要打孔、推送二氧化碳致裂器、封孔等工作，給現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)帶來(lái)巨大的人力、物力消耗，影響礦井的正常生產(chǎn)，同時(shí)裂縫的發(fā)育規(guī)律也無(wú)法直接觀察計(jì)算。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種原理科學(xué)、便于操作、安全可靠、為二氧化碳破煤技術(shù)較精確的提供理論支撐的二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置及其測(cè)試方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置，包括中心線沿左右方向水平設(shè)置的固定筒，固定筒的左端部和右端部分別固定設(shè)置有左擋板和右擋板，固定筒內(nèi)右側(cè)部同軸向設(shè)置有二氧化碳爆破管，二氧化碳爆破管的右端部與右擋板接觸，右擋板上開(kāi)設(shè)有用于穿過(guò)二氧化碳爆破管控制線的穿線孔，二氧化碳爆破管的左端部設(shè)置有爆破孔，固定筒內(nèi)左側(cè)部滑動(dòng)設(shè)置有煤樣夾持器，煤樣夾持器內(nèi)夾持有煤樣，左擋板的中心處設(shè)置有用于驅(qū)動(dòng)煤樣夾持器沿固定筒內(nèi)壁左右滑動(dòng)的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，固定筒的頂部左側(cè)設(shè)置有用于取放二氧化碳爆破管和煤樣的開(kāi)口，開(kāi)口的長(zhǎng)度大于二氧化碳爆破管的長(zhǎng)度，開(kāi)口處設(shè)置有蓋板。

煤樣夾持器包括圓盤板和夾持筒，圓盤板、夾持筒和固定筒的中心線重合，圓盤板的外徑等于固定筒的內(nèi)徑，夾持筒的內(nèi)徑小于固定筒的內(nèi)徑，夾持筒的右端敞口，圓盤板的右側(cè)面與夾持筒的左端部固定連接，圓盤板的外圓周與固定筒的內(nèi)壁滑動(dòng)連接，圓盤板上開(kāi)設(shè)有透氣孔。

動(dòng)力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括絲桿、螺母、壓力軸承和手柄，壓力軸承的外圈同軸向固定連接在圓盤板的左側(cè)面，螺母設(shè)有兩個(gè)，左擋板的中心處開(kāi)設(shè)有通孔，兩個(gè)螺母分別固定設(shè)置在左擋板的左側(cè)面和右側(cè)面，通孔和兩個(gè)螺母的中心線重合，絲桿穿過(guò)通孔和兩個(gè)螺母并與螺母螺紋連接，絲桿右端過(guò)盈裝配在壓力軸承的內(nèi)圈內(nèi)部，手柄設(shè)置在絲桿的左端。

開(kāi)口和蓋板均為半圓筒形狀，蓋板的長(zhǎng)度等于開(kāi)口的長(zhǎng)度，蓋板的后側(cè)通過(guò)合頁(yè)鉸接在固定筒后側(cè)部，蓋板的前側(cè)下邊沿處固定設(shè)置有下連接板，固定筒的前側(cè)部上邊沿固定設(shè)置有上連接板，下連接板與上連接板之間通過(guò)螺栓組件連接。

二氧化碳破煤裂縫測(cè)試裝置的測(cè)試方法，包括以下步驟：

（1）、擰下螺栓組件，向上掀開(kāi)蓋板，把圓柱體形狀的煤樣通過(guò)開(kāi)口放置到煤樣夾持器的夾持筒內(nèi)，合上蓋板，擰上螺栓組件；

（2）、手持手柄轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)，由于壓力軸承的設(shè)置，絲桿與壓力軸承的內(nèi)圈轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)壓力軸承的外圈推動(dòng)圓盤板沿固定筒內(nèi)壁向右移動(dòng)，直到煤樣右端面與二氧化碳爆破管的左端部設(shè)置的爆破孔頂壓接觸后停止轉(zhuǎn)動(dòng)手柄；